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宇宙中的水世界:有水的星體那麽多,地球最可能的候選者會是誰?

2024-02-01科學

「超級地球」GJ 357 d

GJ 357 d 是一顆由美國國家航空暨太空總署(NASA)的淩日系外行星勘測衛星所發現的系外行星。

這顆行星位於天蠍座方向,距離地球大約31光年遠,並且圍繞著紅矮星GJ 357運轉。作為一顆「超級地球」,它的品質比地球大得多,並且它位於其母恒星的適居帶之外,盡管如此,由於其可能擁有適宜生命存在的條件,如表面可能存在液態水,科學家們對其進行了深入研究和探討。

GJ 357 d接收到的恒星放射線量與火星從太陽接收到的能量相近,這意味著在其表面維持液態水存在的可能性引起了科研人員極大的興趣。

然而,關於該行星是否真正具備生命存在所需的全部條件,仍待進一步觀測分析,比如確定其大氣組成、溫度分布以及是否存在穩定的氣候系統等因素。

特別的「太陽系」TRAPPIST-1行星系統

TRAPPIST-1 e、f和g是TRAPPIST-1行星系統中的三顆行星,它們圍繞著紅矮星TRAPPIST-1執行。

這個位於水瓶座方向的系外行星系統距離地球約40光年,是由NASA斯皮策太空望遠鏡和其他天文觀測裝置共同發現,並由地面及空間望遠鏡進一步研究。

TRAPPIST-1系統因其擁有7顆地球大小的行星而著名,其中e、f和g被認為特別有趣,因為它們位於其母星的「宜居帶」內,這意味著在這些行星上可能存在液態水的條件。

尤其是TRAPPIST-1 e,被認為是該系統中最接近地球條件的行星之一,可能具有巖石表面,並且接收到的恒星光放射線量適中,理論上可能存在穩定的液態水區域。

詹姆士·韋伯太空望鏡等高精度觀測裝置已經對這一系統進行了深入觀測,旨在揭示這些行星的大氣組成以及是否存在生物標誌物等資訊,從而進一步探索它們是否真正具備支持生命的潛力。

土星衛星 土衛二

土衛二是土星的第六大衛星,它是一個相對較小但極具科學價值的天體。

土衛二由威廉·赫雪爾於1789年發現,其直徑約為500公裏,品質較小,表面幾乎完全被冰覆蓋,反射率極高,是太陽系中最亮的衛星之一。

土衛二是已知存在活躍噴泉式地質活動的衛星之一,這些噴射物來自於其南極地區裂隙系統下的地下海洋。透過卡西尼號探測器的觀測,科學家們確認了這些羽狀噴流中含有水蒸氣、冰粒以及其他復雜的化學物質,包括有機分子。

這些噴射物的存在揭示了擁有一個隱藏在數十公裏厚冰殼之下的全球性液態水海洋,這一發現使得土衛二成為外太陽系尋找可能生命存在的熱點區域。

在2023年的研究中,科學家檢測到土衛二海洋中含有磷等生命的關鍵組成元素,結合適宜的溫度、液態水以及能源(如海底熱液活動),這進一步增強了土衛二可能存在生命的假設。

土衛二位於土星E環最稠密部份的內側,其軌域位置表明它可能是E環物質的重要來源。

由於土衛二展現出的復雜性和潛在宜居環境,該衛星已經成為未來太空探索和地外生命搜尋任務的重要目標。

木星衛星 歐羅巴

歐羅巴是太陽系中最引人註目的天體之一,它以擁有一個潛在可居住的地下海洋而聞名。

歐羅巴是在1610年由伽利略·伽利萊首次發現的,它是木星的第六顆已知衛星,按距離從木星中心算起,位列第四大衛星,並且是伽利略衛星中離木星第二近的一顆。

歐羅巴直徑約為3130公裏,比月球稍小一些,其表面覆蓋著一層厚厚的冰層,這些冰層由水冰構成,並具有復雜的裂紋和地表特征,表明其表面活動活躍。

科學家透過地球觀測和飛行器數據,特別是「伽利略號」任務的數據,推測歐羅巴擁有一片深度可能達到數十千米的巨大液態水海洋,這一海洋被冰殼隔離於嚴寒的太空環境之外。

歐羅巴內部可能存在海底火山活動或其他熱液活動,這為生命存在的可能性提供了必要的化學能量。由於木星強大的重力對歐羅巴產生潮汐力,這種潮汐加熱被認為是維持海洋液態狀態的關鍵機制。

鑒於歐羅巴海洋內可能存在適宜生命生存的條件,該衛星成為了搜尋外星生命的熱點目標。NASA計劃在2024年發射的「歐羅巴快艇」任務正是為了進一步研究歐羅巴的海洋環境及其生命潛力。

揭示歐羅巴冰殼的厚度、海洋的化學成分以及是否存在適合生命繁衍的環境,都是當前及未來探測任務的重要科學目標。

遙遠星系SPT0311-58

SPT0311-58是一個遙遠的星系系統,位於大約128億光年之外(按照觀測到的光行時間計算)。

這個系統中的水分子痕跡是在2021年的科學研究中透過阿塔卡馬大型公釐/亞公釐波陣列(ALMA)高分辨率觀測發現的。ALMA能夠探測到這些星系內部的分子瓦斯成分,其中包括了水(pO)和一氧化碳(CO)分子。

這一發現對天文學家來說極為重要,因為水是生命存在的關鍵要素之一,而在如此早期宇宙階段的星系中檢測到水的存在,有助於我們理解宇宙初期星際物質如何演化成復雜分子,並可能為生命的起源提供線索。

此外,這樣的觀測還揭示了在宇宙只有約7.8億年歷史時,恒星和行星形成的環境條件,那時宇宙大霹靂後的擴張和冷卻過程已經使得像水這樣的復雜分子得以形成並存在於星系之中。

最終角逐「未來地球」

綜上所述,雖然我們在宇宙中發現了多處含有水的天體,但哪一個最終能成為人類未來的家園,仍需時間及科技進步來揭開謎底。

隨著探測技術的發展和更多深空任務的實施,人類有望在不遠的將來揭示更多關於宇宙中潛在宜居世界的秘密,也許有一天,我們會找到那片真正適合我們繁衍生息的遠方綠洲。

把你認為的「未來地球」打在評論區,讓我們來共同探討。